Biologie 2e
On septembrie 26, 2021 by adminObiective de învățare
Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți fi capabili să faceți următoarele:
- Descrieți importanța ciupercilor pentru echilibrul mediului înconjurător
- Sumăriți rolul ciupercilor în agricultură și în prepararea alimentelor și băuturilor
- Descrieți importanța ciupercilor în industria chimică și farmaceutică
- Discutați rolul ciupercilor ca organisme model
Deși ne gândim adesea la ciuperci ca la organisme care provoacă boli și putrezesc alimentele, ele sunt de o importanță vitală pentru viața umană la multe niveluri. După cum am văzut, ciupercile influențează bunăstarea populațiilor umane la scară largă, deoarece fac parte din ciclul nutrienților din ecosisteme. Ele au și alte roluri în ecosisteme. Ca agenți patogeni pentru animale, ciupercile ajută la controlul populației de dăunători dăunători. Aceste ciuperci sunt foarte specifice insectelor pe care le atacă și nu infectează animalele sau plantele. În prezent, ciupercile sunt în curs de investigare ca potențiale insecticide microbiene, iar câteva dintre ele se află deja pe piață. De exemplu, ciuperca Beauveria bassiana este în curs de testare ca posibil agent de control biologic pentru răspândirea recentă a gândacului de smarald, un gândac care se hrănește cu frasini. Acesta a fost eliberat în Michigan, Illinois, Indiana, Ohio, Virginia de Vest și Maryland ((Figura)).
Relația micorizică dintre ciuperci și rădăcinile plantelor este esențială pentru productivitatea terenurilor agricole. Fără partenerul fungic din sistemele radiculare, 80-90% dintre copaci și ierburi nu ar supraviețui. Inoculanții fungici de micoriză sunt disponibili ca amendamente pentru sol în magazinele de articole de grădinărit și sunt promovați de susținătorii agriculturii ecologice.
De asemenea, mâncăm unele tipuri de ciuperci. Ciupercile ocupă un loc proeminent în dieta umană. Morelele, ciupercile shiitake, chanterelles și trufele sunt considerate delicatese ((Figura)). Umila ciupercă de pajiște, Agaricus campestris, apare în multe feluri de mâncare. Mucegaiurile din genul Penicillium maturează multe brânzeturi. Acestea își au originea în mediul natural, cum ar fi peșterile din Roquefort, Franța, unde roțile de brânză din lapte de oaie sunt stivuite pentru a capta mucegaiurile responsabile de venele albastre și de gustul înțepător al brânzei.
Fermentarea – a cerealelor pentru a produce bere și a fructelor pentru a produce vin – este o artă străveche pe care oamenii din majoritatea culturilor o practică de milenii. Drojdiile sălbatice sunt achiziționate din mediul înconjurător și folosite pentru a fermenta zaharurile în CO2 și alcool etilic în condiții anaerobe. În prezent, este posibil să se achiziționeze tulpini izolate de drojdii sălbatice din diferite regiuni viticole. Louis Pasteur a contribuit la dezvoltarea unei tulpini fiabile de drojdie de bere, Saccharomyces cerevisiae, pentru industria franceză a berii la sfârșitul anilor 1850. Acesta a fost unul dintre primele exemple de brevetare a biotehnologiei.
Mulți metaboliți secundari ai ciupercilor sunt de mare importanță comercială. Antibioticele sunt produse în mod natural de ciuperci pentru a ucide sau inhiba creșterea bacteriilor, limitând concurența acestora în mediul natural. Antibiotice importante, cum ar fi penicilina și cefalosporinele, sunt izolate din ciuperci. Printre medicamentele valoroase izolate din ciuperci se numără medicamentul imunosupresor ciclosporina (care reduce riscul de respingere după un transplant de organe), precursorii hormonilor steroizi și alcaloizii ergotului, utilizați pentru a opri sângerările. Psilocibina este un compus care se găsește în ciuperci precum Psilocybe semilanceata și Gymnopilus junonius, care au fost folosite pentru proprietățile lor halucinogene de diverse culturi timp de mii de ani.
Ca organisme eucariote simple, ciupercile sunt organisme model importante pentru cercetare. Multe progrese în genetica modernă au fost realizate prin utilizarea mucegaiului roșu de pâine Neurospora crassa. În plus, multe gene importante descoperite inițial în S. cerevisiae au servit ca punct de plecare în descoperirea unor gene umane analoge. În calitate de organism eucariot, celula de drojdie produce și modifică proteinele într-un mod similar cu cel al celulelor umane, spre deosebire de bacteria Escherichia coli, care nu dispune de structurile membranare interne și de enzimele necesare pentru a marca proteinele în vederea exportului. Acest lucru face ca drojdia să fie un organism mult mai bun pentru utilizarea în experimentele de tehnologie a ADN-ului recombinant. La fel ca și bacteriile, drojdiile cresc ușor în cultură, au un timp de generare scurt și se pretează la modificări genetice.
Rezumat al secțiunii
Fungii sunt importanți pentru viața umană de zi cu zi. Ciupercile sunt descompunători importanți în majoritatea ecosistemelor. Ciupercile micorizice sunt esențiale pentru creșterea majorității plantelor. Ciupercile, ca hrană, joacă un rol în alimentația umană sub formă de ciuperci și, de asemenea, ca agenți de fermentare în producerea pâinii, brânzeturilor, băuturilor alcoolice și a numeroase alte preparate alimentare. Metaboliții secundari ai ciupercilor sunt utilizați ca medicamente, cum ar fi antibioticele și anticoagulantele. Ciupercile sunt organisme model pentru studiul geneticii și al metabolismului eucariot.
Întrebări de recapitulare
Mâncarea este un anaerob facultativ. Aceasta înseamnă că fermentația alcoolică are loc numai dacă:
- temperatura este apropiată de 37°C
- atmosfera nu conține oxigen
- celulele primesc zahăr
- lumina
B
Avantajul celulelor de drojdie față de cele bacteriene pentru exprimarea proteinelor umane este că:
- celulele de drojdie cresc mai repede
- celulele de drojdie sunt mai ușor de manipulat genetic
- celulele de drojdie sunt eucariote și modifică proteinele în mod similar cu celulele umane
- celulele de drojdie sunt ușor de lizat pentru a purifica proteinele
C
De ce sunt insecticidele fungice o alternativă atractivă la pesticidele chimice pentru creșterea culturilor alimentare?
- Consumul de insecticide fungice nu ar îmbolnăvi o persoană, dar ingestia de pesticide chimice poate fi dăunătoare pentru oameni.
- Un singur insecticid fungic ar ucide o varietate mai mare de insecte decât un pesticid chimic.
- Insecticidele fungice pot elimina atât insectele dăunătoare, cât și agenții patogeni ai plantelor, în timp ce pesticidele chimice ucid doar insectele.
- Insecticidele fungice vor descompune plantele muribunde, sporind conținutul de azot al solului, în timp ce pesticidele chimice nu sunt descompunătoare.
A
Întrebări de gândire critică
În mod istoric, pâinea artizanală era produsă prin capturarea drojdiilor sălbatice din aer. Înainte de dezvoltarea tulpinilor moderne de drojdie, producția de pâine artizanală era lungă și laborioasă, deoarece multe loturi de aluat sfârșeau prin a fi aruncate. Puteți explica acest fapt?
Aluatul este adesea contaminat de sporii toxici care plutesc în aer. Una dintre realizările lui Louis Pasteur a fost aceea de a purifica tulpini fiabile de drojdie de panificație pentru a produce pâine în mod constant.
Cum ar modifica tratarea unei zone dintr-o pădure cu un fungicid cu spectru larg de acțiune ciclurile carbonului și azotului din zonă?
Fungii sunt descompunători importanți în ecosisteme, asigurându-se că plantele și animalele moarte sunt descompuse în molecule mai mici care pot fi folosite de alți membri ai ecosistemului. Fără ciuperci, materia organică în descompunere s-ar acumula în pădure.
În ciclul carbonului, ciupercile descompun materia organică în compuși mici care conțin carbon. Acest proces eliberează dioxidul de carbon înapoi în aer pentru ca plantele să îl folosească în timpul etapelor de fixare a carbonului din fotosinteză.
În ciclul azotului, descompunerea de către ciuperci eliberează, de asemenea, azot pentru a fi folosit de organismele vii. În acest ciclu, azotul este eliberat din compușii organici sub formă de amoniac.
.
Lasă un răspuns